(57)【要約】【課題】  連続的可変光遅延線を用いて伝送された光信号に遅延を導入するためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】  遅延線は螺旋状の配置に構成されたホーリーファイバーを備え、該ファイバーの一方の端は反射流体貯蔵器に接続され、他端は入力ポートに接続される。反射流体を連続的に移動させる整流された技法を使用して該ファイバー中の該反射流体の位置を決めするために、セグメント化された圧電のアクチュエーターが用いられる。入力ポートにおいて受信された信号は、完全な内部反射を実現するための入射角でホーリーファイバーを通して経路指定される。信号は、反射流体に向かい通過し、該流体の表面に接すると、入力ポートに向かい反射される。信号に導入される遅延は、遅延線を通して通過した距離の関数となる。【選択図】  図４
2005055876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を遅延させるシステムであって、
反射流体を有する貯蔵器と、
前記貯蔵器に接続されている光ファイバーと、
を備える第１の構成要素と、
前記光ファイバーの有効な長さを調節するために前記貯蔵器から前記光ファイバーの中の位置までの前記反射流体の連続的移動を容易にする第２の構成要素であって、前記光ファイバーの前記有効な長さが要求された遅延に対応しており、前記信号を前記光ファイバーの前記有効な長さを経由に経路指定することにより前記信号が遅延させられる第２の構成要素と
を備えたことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記貯蔵器を前記光ファイバーの近傍に維持するために、前記貯蔵器および前記光ファイバーを取り囲む、第１および第２のプレートと保持リングとをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記光ファイバーは、シングルモードの光信号およびマルチモードの光信号の一方を受け入れるために構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記光ファイバーは、中空コアと複数の空洞とを備えたフォトニック結晶クラッドを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記光ファイバーは、空気、真空または前記反射流体と非混和性の流体を備える光伝送媒体を有するコアを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
反射流体の減損および前記反射流体の汚損の少なくとも一方を軽減するために前記光ファイバーに接続されるオーバーフロー貯蔵器を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第２の構成要素は、前記光ファイバー中の前記反射流体の流れを容易にするために圧力および温度機構の少なくとも一方を用いることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記圧力機構は、複数のアクチュエーターを含むセグメント化された圧電素子を備えることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記複数のアクチュエーターは、前記光ファイバーの中の前記反射流体を連続的に変化させるために整流された方法でアクティベートされることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１および第２の構成要素は、６ｃｍ×１ｃｍの連続可変遅延線装置に組み立てられていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記光ファイバーは、直径８マイクロメートルの中空コアと、直径３２マイクロメートルの６個の穴と直径１２５マイクロメートルのクラッドとを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
航空宇宙アプリケーションにおいて採用されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記反射流体は、前記光ファイバーの中の光媒体と前記反射流体との間の反射率の不整合を実現するように選択され、低損失および波長帯域の制限の少なくとも一方を提供することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記信号は、光信号および光信号に変換された無線周波数（ＲＦ）信号の一方を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記光ファイバーは、螺旋状の配置に構成されており、前記螺旋の一端が前記反射流体貯蔵器に接続され、かつ他端が信号入力ポートに接続されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
信号を遅延させる方法であって、
要求された遅延に対して遅延線を設定すること、
入力ポートにおいて信号を受信すること、および
前記受信した信号を前記遅延線経由に経路指定することを含み、
前記信号は、該信号が反射流体の表面で前記入力ポートに向けて反射する反射流体に入射するまで、前記遅延線を通過し、前記信号が通過する距離が前記信号に導入された前記遅延に対応すること
を特徴とする方法。
【請求項１７】
前記遅延線は、空気、真空または非混和な流体のコアのうちの１つを有する光ファイバーを備え、該光ファイバーは調節可能な有効な長さを有し、前記光ファイバーの前記有効な長さを定義するために前記ファイバーの中の前記反射流体を連続的な方法で位置決めするために圧力装置を用いられ、前記有効な長さが前記遅延を示すことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記光ファイバーは、シングルモードの光信号およびマルチモードの光信号の一方を受け入れるために構成されていることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記光ファイバーは、内側のコアおよび外側のクラッドを備えることであって、前記クラッドが複数の空気の穴を備え、前記内側のコアは直径８マイクロメートルであり、前記外側のクラッドは直径１２５マイクロメートルであり、かつ複数の空気の穴は直径３２マイクロメートルであることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
反射流体の減損および前記反射流体の汚損の少なくとも一方を軽減するために前記遅延線を介して反射流体貯蔵器に接続されるオーバーフロー貯蔵器をさらに用いることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
圧力装置は、複数のアクチュエーターを含むセグメント化された圧電構成要素を備えることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記遅延線の中の前記反射流体を位置決めすることを容易にするために温度装置をさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
前記複数のアクチュエーターは、前記遅延線の中の前記反射流体を連続的に変化させるために整流された方法でアクティベートされることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
航空宇宙アプリケーションにおいて用いられることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
前記反射流体は、前記遅延線の中の媒体と前記反射流体との間の反射率の不整合を実現するために選択され、低損失および／または波長帯域の制限を提供することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
前記信号は、光信号および光信号に変換された無線周波数（ＲＦ）信号のうちの一方を含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２７】
前記光ファイバーが、螺旋状の配置に構成されており、前記螺旋の一端が反射流体貯蔵器に接続され、かつ他端が信号入力ポートに接続されていることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２８】
信号を遅延させるシステムであって、
受信された光信号に導入するための遅延を定義するための手段と、
前記信号を遅延させるためにホーリーファイバー経由に前記光信号を経路指定するための手段と
を備えたことを特徴とするシステム。
【請求項２９】
前記遅延を増加または減少させるために、前記ホーリーファイバーを通して反射流体を要求された位置へ連続的に伝播させるための手段をさらに備えることを特徴とする請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
前記反射流体は適切な反射率の不整合を提供するように選択されること、および前記信号は低損失のシステムを提供するために完全な内部反射を実現するための入射角に経路指定されることを特徴とする請求項２９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理に関し、特に連続可変光遅延線により信号を遅延させるためのシステムおよび方法に関連する。
【背景技術】
【０００２】
信号（たとえば、ビデオおよび／またはオーディオ）を効率的、かつ確実に伝えるための、より広帯域でよりデータ伝送速度の速い伝送媒体を提供するための技術研究により、光ファイバー領域での研究開発の増大、ならびに光ファイバー通信チャンネル、インタフェースおよび関連する装置の展開がもたらされている。電信の発明以来、より高速なデータ伝送速度を提供することに対する要求が常に存在している。たとえば、ＲＳ−２３２は、かつて端末を接続するために用いられた標準であった。その後、１０Ｍｂｐｓイーサネット（登録商標）および４／１６Ｍｂｐｓトークンリングのような技術が開発され、標準としてＲＳ−２３２と置き換わった。次の世代の伝送技術は、ファスト・イーサネット（登録商標）（１００Ｍｂｐｓ）およびＦＤＤＩ（Fiber Distributed Data Interface）（１００Ｍｂｐｓ）を、そしてその後に、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）（１５５ＭｂｐｓＡＴＭ）およびファイバチャネル（１０６２Ｍｂｐｓ）を含んでいた。最近では、ギガビット・イーサネット（登録商標）（１０００Ｍｂｐｓ）が産業市場および消費者市場に導入されている。それぞれの絶え間のない速度の増大により、インフラストラクチャーにおける物理層は圧迫され極限状態に置かれている。実際、今日多くの環境において設置されているケーブル配線は、ＡＴＭ、ファイバチャネルあるいはギガビット・イーサネット（登録商標）はおろか、ファストイーサネット（登録商標）の要求に対応することができていない。
【０００３】
光ファイバーは、以前の銅線ベースの対応方法に対する有力な代替手段を提供する。その対照となる金属物（たとえば、同軸および撚り対線の形態）と異なり、光ファイバーは収斂性の速度および距離制限を持たない。たとえば、同軸を用いるイーサネット（登録商標）（たとえば、１０ＢＡＳＥ２）は１８５ｍの最大距離制限を有し、撚り対線を用いるイーサネット（登録商標）（たとえば、１０ＢＡＳＥ−Ｔ、および１００ＢＡＳＥ−ＴＸ）は１００ｍ制限を有する。また、１０Ｍｂｐｓで動作するイーサネット（登録商標）は、適用可能な解決法において距離については若干の寛容さを許容しつつも、リピーター４台までの制限を有し、ファストイーサネット（登録商標）に至っては、リピーター２台、かつその間のケーブルは５ｍのみが許容されるのみである。光ファイバーは、これらの距離を大幅に拡張する。半二重の環境においては、マルチモード・ファイバーが２０００ｍを提供、シングルモード・ファイバーが５ｋｍをサポートする。全二重の設備においては、（送信器の大きさと受信器感度に依存するが）さらに長い距離を提供することができる。
【０００４】
さらに、同軸ケーブルまたは（シールド付きまたはシールド無し）撚り対線を用いる場合には、特にコネクターおよび地気接続の老朽化または劣化に伴い、ケーブルにより電気的雑音が放射されることが有り得る。光ファイバーでは、信号を送信するために光パルスを利用するために放射雑音が存在せず、敏感な環境において設置する場合にも安全である。また、受信してデコードする際の放射がないので、「盗聴」のために「タップ」することは不可能である。これにより、光ファイバーは、セキュリティ保護を提供することができ、安全なネットワーク設備のための有力な選択肢となる。銅線ケーブルを使用する場合のもう１つの共通の問題は、所望の電気的信号に混入する他の装置からの電気的雑音である。これは、製造環境のような雑音のある環境、または工業や航空宇宙産業アプリケーションにおいて問題となる可能性がある。それと対照的に、光ファイバーは事実上外来雑音に影響されない信号を提供する。
【０００５】
典型的な光ファイバー・ケーブルは、コア、クラッド、被覆、補強材および保護ジャケットを備える。一般に、コアはケーブルの中心であり、そして光信号が伝播する媒体である。コアは、中空または中空でなく、かつ高い屈折率を持つ構造のガラス（たとえば石英）および／またはプラスチックから製造されることができる。ガラスベースのコアはより長距離およびより広帯域を供給するのに対して、プラスチックは敷設または接合がより容易な一層経済的なケーブルを提供する。典型的なコアの寸法は、シングルモードの石英ガラスコアについての８マイクロメートルからマルチモードＰＯＦ（プラスチック光ファイバ）の１０００マイクロメートルまでの範囲に及ぶ。クラッドは一般に屈折率のより低い材料であり、コアを包む。屈折率におけるこの相違によりコアおよびクラッドの境界面において鏡が形成される。反射率をより低くすることにより、光がコアの中心に向けて反射され、光導波路が形成される。光ファイバー伝送の核心はこのコアとクラッドの相互作用である。たとえば、そのコア／クラッドの境界面が鏡として機能するためには、光は入射角と呼ばれる小さい／浅い角度においてそこに入射する必要がある。典型的には、この角度は、受光角（あるいは、受光角の正弦値である開口数（numerical aperture））として特定され、コアにより受容され得る光の最大角度である。
【０００６】
保護被覆はクラッドの外周に適用される。このような被覆は、一般にタイトバッファ構造のための熱可塑性の材料や、ルースバッファ構造のためのゼリー状の材料（ゲル）を備える。タイトバッファ構造では、緩衝材は、緊密にファイバーを包み込むように、直接成形される。ルースバッファ構造では、ファイバー径より大きい経のゲルに満たされたチューブが用いられる。ルースバッファ構造は、振動のような外部からの機械的加重から高度の分離を提供するのに対して、タイトバッファ構造はより小さい曲げ半径、より小さい全体直径、および押しつぶしに対する抵抗力を提供する。さらにファイバーを伸張から保護し、そして温度変化による伸縮から守るために、補強メンバーをケーブル構造に加えることが可能である。これらのメンバーは典型的にスチールからケブラまで種々の材料から作られる。ケーブルが設置される環境から保護するために、補強メンバーの上にジャケットを適用することが可能である。
【０００７】
ファイバー展開が増加するにつれて、製造業者にとっての規模による経済性によりコストが低下している。加えて、研究開発の努力がさらにコストを下げ続ける。たとえば、ＰＯＦは、ガラス製ファイバーに対する低コストの代替を提供する。もう１つの例として、銅線−ファイバーメディアコンバーターを利用することにより、従来の装置およびインフラストラクチャーとともに光ファイバーを適用することが可能である。メディアコンバーターは、典型的には人の手の平に十分収まる小さなサイズの装置であり、一方のタイプの媒体から他方のタイプの媒体に入力信号を変換する。このようにして、ＡＵＩ（Attachment Unit Interface）ポートを有する装置は光ファイバー送受信を利用することが可能である。衝突検出範囲（collision domain）制限によりファイバーの使用が妨げられる場合の例においては、（Transition Networks社のポケット・スイッチのような）１つのポートに１０／１００−ＢＡＳＥ−Ｔ（Ｘ）およびもう１つのポートにファイバーを有する２−ポート・ブリッジ装置を利用することが可能である。
【０００８】
上記のとおり、光ファイバー技術は、銅線による解決法に対する有力な代替方法になる段階に進んで来た。しかしながら、対照となる銅線と同様、光ファイバーもまた製品需要および消費者需要に遅れをとっている。たとえば、長い調整時間で広帯域の信号遅延を提供する装置が利用可能であれば、多くの通信システムがその性能において拡張されることができる。高時間−帯域幅プロダクト（high time-bandwidth product）遅延線は、広帯域幅のスペクトルの狭帯域信号に対する処理能力を提供することが可能である。現在の光学技術は、遅延時間調節機能をもたないファイバー、すなわち、全体の遅延のごく僅かなパーセンテージ分だけ物理的に伸張させられるファイバー、Ｌ＋Ｌ／２＋Ｌ／４＋Ｌ／８＋．．．＋Ｌ／Ｎ（ここで、Ｌはファイバーの長さ、Ｎは２の整数倍である）に等しい遅延のような不連続（たとえば、粗い（course））遅延ステップを有するファイバーの切り替え組み合わせにより構成された固定光遅延線を含む。切り替え組み合わせにより、２以上の遅延を提供することが可能である。しかしながら、切り替え時に、不連続遅延間隔がファイバーのフォトン損失の可能性を引き起こし易くする。すなわち、切り替え遅延は信頼性欠如の原因となる可能性があり、またファイバー長は安定した波長を基準として参照することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、信号の伝送に関連して連続可変光遅延線を用いることにより、伝送される信号における真の遅延時間の明示を容易にするシステムおよび方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このシステムおよび方法は、中空コアのホーリーファイバー（holey fiber）、反射流体、およびセグメント化された圧電素子、を含む新しい遅延線を利用する。圧電素子は、ホーリーファイバー中の反射流体を離散的ではなく連続的な方法で位置決めするために整流技法を利用する。ファイバーの中の反射流体の位置は、ホーリーファイバーの有効な長さを決定し、それが信号にもたらされ得る遅延を示すことになる。
【００１１】
本発明の新規の遅延線は、その極めて高く調節可能な時間−帯域幅（time-bandwidth）により、通信プロセッサに対する改良を提供する。たとえば、不連続な遅延変更量を採用する技法およびフォトン損失の可能性がある技法の切り替え組み合わせと異なり、この連続可変遅延線では、連続的な遅延変更がなされたときにも、事実上情報は失われない。また、切り替え組み合わせ技法と異なり、遅延は正確に波長を基準にすることが可能であり、それにより、非常に安定し、かつ正確な遅延を可能とする（たとえば、光キャリアの波長の１／４以内で）。
【００１２】
一般に、信号をホーリーファイバーに接続された入力ポートを介して導くことにより、光信号に遅延が導入される。信号は、その入力ポートから、ホーリーファイバー中の反射流体に入射するまで伝播する。信号は、反射流体の表面で反射して、入力ポートの方向に戻る。このため、ファイバー長に対する有効な遅延時間は２倍になる。信号に導入される遅延は伝播した距離の関数であり、したがって、ホーリーファイバーの中の反射流体の位置がその遅延を決定する。このように、ホーリーファイバーは広帯域の真の時間遅延を提供する伝送線路として採用されることができる。
【００１３】
ホーリーファイバーは、広帯域の変調が可能なシングルモードの光キャリアを導くことが可能な中空のコアを有する。コアに対して適当な入射角において信号を伝達すること、および完全な内部反射のためにクラッドにフォトニック結晶構造を利用することにより、低損失を達成することが可能である。反射流体は、反射を提供するコア内の空気あるいは真空に対して、大きいな屈折率の不整合を有する。反射流体は、上に述べたように、圧力および／または温度によりファイバーの中に位置決めされることが可能である。
【００１４】
本発明の一形態において、伝送線路に、広帯域で真の時間遅延を提供する伝送遅延を導入するために構成され得る構成要素を備えたシステムが提供される。このシステムは、フォトニック結晶で構成され、完全な内部反射を採用するクラッドを用いた光ファイバーを利用することにより、低損失の光伝送を達成することが可能である。この構成要素により提供される遅延は、設定可能であり、そして連続的な（たとえば、離散的ではない）方法により決定される。入力ポートに対するそのファイバーの有効な長さを定義するために、ファイバーの空気のコアに対して大きな屈折率の不整合を有する流体が、ファイバーの中を伝播させられ（たとえば、温度および／または圧力により）、信号が進行することができるパスの長さを決定する。
【００１５】
たとえば、その流体はホーリーファイバー中の所望の遅延を示す位置に伝播させられることが可能であり、次いで入力ポートにおいて受信された光信号がそのホーリーファイバーを通って伝播させることが可能である。信号がその空気／流体インタフェースに届くと、信号は、反射され入力ポートの方向に戻る。前述の技法により提供される遅延は、事実上その伝播距離であり、あるいはファイバーの有効な長さの２倍になる。整流されたセグメント化された圧電素子を有するホーリーファイバーを用いて処理構成要素１１０内に可変光遅延線を形成することは、改良された通信を提供し、コストを削減することが可能な、超高帯域で可変の時間−帯域幅の構成要素を構成する新規かつ唯一の解決法を提供する。また、この遅延線は、連続可変である（離散的ではない）ため、遅延変更をする場合に、事実上情報が失われず、その遅延は正確に波長を基準にすることが可能であり、それにより非常に安定した、そして正確な遅延を可能とする。
【００１６】
本発明の別の形態において、光遅延線を構成するために用いることができる、層状構造が提供される。その層状構造は、中空コアのホーリーファイバー、反射流体貯蔵器、および入力ポートを備える光遅延線層を備える。光遅延線層は、温度および／または圧力により貯蔵器からホーリーファイバーへの反射流体の伝播を容易にする遅延調節層として動作する。ホーリーファイバーの中の反射流体を連続的な方法で位置決めすることにより、ホーリーファイバーの有効な長さを可変的に調節し、受信した信号に導入される遅延を設定することができる。遅延変更の連続的特性により、不連続な変更量または遅延ステップを採用している技法の特徴であったフォトンの損失は軽減する。入力ポートは、信号の受信、続けて遅延された信号の送信を提供する。
【００１７】
本発明のさらに別の形態において、例示的な光信号遅延構成要素が提供される。その構成要素は第１のプレート、第２のプレート、ホーリーファイバー層、アクチュエーター・プレート、保持リング、および光インタフェースを備え、典型的な構造は、第１および第２のプレートと保持リングの中に、サンドイッチ状のホーリーファイバー層およびアクチュエーター・プレートを有し、光インタフェースは保持リングの中のポートを通してホーリーファイバー層に結合される。一例において、前述の構成要素は約６.０ｃｍ×１.０ｃｍの小型の構成要素として安価に形成されることが可能である。
【００１８】
典型的にホーリーファイバー層は、ホーリーファイバー、遅延貯蔵器、オーバーフロー貯蔵器およびポートを備える。ホーリーファイバーは、空気コアを備え、典型的に螺旋状の配置に適応させられ、片端は遅延貯蔵器に結合され、そして他端はポートおよびオーバーフロー貯蔵器に結合される。典型的には、遅延貯蔵器は、ホーリーファイバーにおける種々の位置に押し込むことが可能な光反射流体を含み、圧力および／または温度によって連続的な方法で遅延を設定する。一例において、整流された技法を採用するセグメント化された圧電アクチュエーターがホーリーファイバーを通して反射流体を押し込むために利用される。オーバーフロー貯蔵器は反射流体の減損および汚損を軽減する。信号は、完全な内部反射を得るためにある入射角でホーリーファイバーに供給される。これによりクラッドを通しての伝送および屈折による信号損失を軽減する。光学信号は、ホーリーファイバーの中に入力された後で、その遅延貯蔵器に向かいその螺旋を通過し、そしてその後反射流体の表面により反射されその入力に逆戻りさせられる。
【００１９】
本発明の他の形態において、本発明の一形態に従った、連続可変遅延線を提供する方法論が例示される。加えて、本発明のシステムおよび方法を採用している例示的な環境が示される。
【発明の効果】
【００２０】
前述のシステムおよび方法は、事実上情報損失することなく、極めて高い、そして連続的に調節可能な時間−帯域幅により通信を改善することが可能な新規で高価でない、小型のそして丈夫な解決法を提供する。この解決法は波長を正確に基準にすることが可能であり、非常に安定した、そして正確な遅延を獲得することを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下の説明およびその付属された図面は、本発明のある特定の例示的形態を詳細に明らかにする。これらの形態は、本発明の原理を使用し得る種々の方法の一部分ついてのみを示すものである。しかしながら、本発明は、そのような形態のすべておよびそれらの均等物を含むことを意図している。本発明の他の利点および新規な特徴は、本発明の以下の詳細な説明をその図面と関連して検討されることにより、明白になるであろう。
【００２２】
本発明は、連続可変光遅延線を用いて伝送される光信号に遅延を導入するためのシステムおよび方法を提供する。多くの場合、このようなシステムおよび方法は、長い時間幅に対して調節された広帯域幅の信号遅延を提供することにより通信システムの性能を増大するために利用されることが可能である。例として、本発明のシステムおよび方法を用いて、広帯域のスペクトルにおける狭帯域信号を処理する高時間−帯域幅プロダクトの遅延線を提供することができる。追加的機能は、極めて精度の高い到着検出をもたらす超長基線（very long baseline）と、長い時間期間かつ広範な温度範囲にわたり再現性および安定性を提供する、高い分解能および正確さを有する連続可変プログラマブル遅延とを用いた真の時間遅延によるビーム形成が含まれる。また、本発明のシステムおよび方法は、比較的高価ではなく、小型サイズで、かつ構造的に丈夫にすることができる。
【００２３】
図を参照して本発明を説明する。全体を通して同様の参照符号が同様の要素を参照するために用いられる。説明の目的のために、以下の説明では、多数の特定細部が本発明の完全な理解のために明らかにされる。しかしながら、本発明がこれらの特定細部なしで実践され得ることは、明白であろう。他の例で、よく知られている構造物および装置は、本発明の説明を容易にするためにブロック図形式で示される。
【００２４】
図１は、本発明の一形態による例示的な信号処理システム１００を示す。信号処理システム１００は、伝送遅延を導入するために設定可能な処理構成要素１１０と、信号を受信し、処理構成要素１１０へ信号を経路指定し、遅延した信号を送信するインタフェース構成要素１２０とを備える。信号処理システム１００は、実際には、（たとえば、光、ならびに光に変換される電気および機械の）伝送線路のいずれかを伴って用いられ、広帯域の真の時間遅延を提供する。
【００２５】
処理構成要素１１０は光学的遅延を導入する種々の技法を採用することが可能である。たとえば、本発明の一形態において、流体を採用することが可能であり、インタフェース構成要素１２０から受信された光信号、（たとえば、シングルモードおよびマルチモード）キャリアは、遅延パスを通って進み、流体表面で反射し、インタフェース構成要素１２０に向けて逆に進むことが可能であり、それにより有効な遅延時間は伝送線路の長さに対して２倍になる。採用される流体は、伝送線路の中の光媒体に対する屈折率の大きい、および／または小さい（要求される特性に依存する）不整合を有することができる。また、流体は、温度および／または圧力によって伝送線路中で様々に位置決めされ、遅延線の相対的な長さまたは流体と信号との間の距離、つまり遅延に影響を与える。本発明の形態に応じて、伝送線路の中に種々の媒体が採用され得ることを認識されたい。たとえば、空気、真空、および／またはその反射流体と非混和性の他の流体のような媒体が、たとえば、伝送線路の中に採用され得る。このような柔軟性により、機能に対応する屈折率が提供される。たとえば、選択した媒体に対する屈折率により帯域制限された波長を提供することが可能である。
【００２６】
本発明の一形態では、整流技法を用いる圧電素子を使用して、遅延を調節するための伝送線路内の流体の位置決めを容易にすることができる。処理構成要素１１０の中で、可変光遅延線を構成するために整流されセグメント化された圧電素子を有するホーリーファイバーを採用することにより、改善された通信を提供し、コストを削減することが可能な、極めて高い調節可能な時間−帯域幅の構成要素を構成するための新規かつ唯一の解決法が提供される。また、この遅延線は連続可変である（離散的ではない）ので、遅延変更をする場合に、事実上情報損失がなく、そしてその遅延は正確にその波長を基準にすることが可能であり、それにより非常に安定した、そして正確な遅延を可能とする。たとえば、入力および出力キャリア間の干渉縞を計数することにより、非常に正確な遅延および光キャリアの波長の１／４以内までの安定した観測を提供することができる。典型的な遅延線として、およそＤＣから約５０ギガヘルツまでの信号帯域幅を有するおよそ２０億の再現可能なステップに対してほぼ０からおよそ１０マイクロセカンドの領域の遅延について設定することができる。
【００２７】
対照的に、従来の解決法は典型的には、時間遅延において調節をもたない、全体の遅延のごく僅かなパーセンテージ分だけ物理的に伸張させられるファイバーや離散的（たとえば、遅延＝Ｌ＋Ｌ／２＋Ｌ／４＋Ｌ／８＋等々）変更量を有するファイバーの切り替え組み合わせにより構成された固定光遅延線を利用する。切り替え組み合わせは２以上の遅延を提供することが可能であるが、典型的に、離散的遅延ステップが変化するときに、フォトンがファイバー中で失われる。また、この切り替えは本質的に信頼性が低くそして損失が多く、線路長が安定した波長を基準とすることが可能ではなく、そしてステップ幅は比較的粗い（course）。
【００２８】
本発明の一形態においては、信号処理システム１００を光伝送チャネルに結合することが可能であり、チャネルを通過する任意の光信号を処理構成要素１１０に向けることが可能である。図示のように、インタフェース構成要素１２０は、光信号を受信し、それを処理構成要素１１０に伝えるために用いられる。しかしながら、本発明の他の形態においては、処理構成要素１１０が伝送線路から、あるいは他の構成要素（群）を通して直接光信号を受信することが可能であることを認識されたい。 加えて、ゼロ遅延（たとえば、遅延なし）が要求されたとき、処理構成要素は、インタフェース構成要素１２０が迂回されるように設定することが可能である。
【００２９】
処理構成要素１１０は、光信号を受信した後に、光チャネルに遅延を導入することができる。上述したとおり、処理構成要素１１０は、少なくともホーリーファイバー、整流された圧電素子および反射流体を備え、整流された圧電素子を用いてファイバー中の流体の位置決めをすることにより、ホーリーファイバーの適切な長さを調節することができる。受信した信号は、処理構成要素１１０の中のホーリーファイバーを通過し、そして流体の表面で反射され、インタフェース構成要素１２０に向かい逆戻りする。したがって、チャネルに導入される遅延は光信号が通過するホーリーファイバーの長さの関数（たとえば、その約２倍）である。
【００３０】
次に、インタフェース構成要素１２０は遅延した光信号を光チャネルの中に戻す経路を決めることができる。インタフェース構成要素１２０を用いない場合には、遅延された信号を光チャネルに戻す経路を決めるために処理構成要素は、直接光チャネル、および／または他の構成要素（群）とインタフェースを取ることが可能であることに注意すべきである。また、信号処理システム１００をＲＦシステムに結合することが可能であり、送信および受信時に遅延させる場合に、ＲＦから光および光からＲＦの変換器を用いて信号を適切に変換することができることを認識されたい。さらに、信号（群）の送信に関連して２以上の処理システム１００を採用することができることを認識されたい。たとえば、単一の伝送パスが２以上の信号処理システム１００を含むことが可能であり、その場合には、それぞれの信号処理システム１００をアクティベートし、そして非アクティベートすることができる。このようなシステムはより大きい遅延を提供し、そしてその伝送パスにおいて種々のステップについて遅延を導入することが可能である。別の形態において、複数のシングルモード信号を、たとえば、単一のキャリアの中で、変調することが可能であり、その場合には、それぞれの信号にそれぞれの遅延を導入することができるように、それぞれの信号を分離するために、多重化器を用いることが可能である。信号群が適切に遅延された後に、単一のキャリアの中で信号を変調し続けるために分離化器を利用することができる。
【００３１】
図２は、本発明の一形態による、信号遅延構成要素（たとえば、処理構成要素１１０）を構成するために用いることができる層状構造２００を示す。層状構造２００は、信号を受信し、遅延された信号を返送する光遅延線層２１０を備える。光遅延線層２１０は、反射流体貯蔵器（図示しない）に接続される中空コアのホーリーファイバーおよび入力ポート（図示しない）を含むことができる。反射流体貯蔵器は、ホーリーファイバーを通して伝播される反射流体源として用いることができる。ホーリーファイバーの中に反射流体を配置することにより、ホーリーファイバーの有効な長さを入力ポートから反射流体までのホーリーファイバーの長さの関数となるように調節することができる。入力ポートは、光信号を受信し、その後に送信するための入力を提供する。先に簡単に述べたように、信号遅延は、入力ポートから反射流体への距離によって決定され、その長さの２倍におよそ等しい。
【００３２】
遅延線層２１０のホーリーファイバーを通し反射流体を押し込むことを容易にするために遅延線層２１０に沿って遅延調節層２２０を用いることができる。典型的には、圧力方式の技法が遅延調節層２２０により採用される。遅延調節層２２０は、ホーリーファイバー内の反射流体を、そしてひいては遅延を、連続的に変化させるために連続可変圧力２３０を与えることができる。たとえば、遅延調節層２２０は、遅延を減少させるために反射流体貯蔵器から入力ポートの方向の位置に向けて、あるいは、遅延を増大させるために現在の位置から反射流体貯蔵器へ戻す方向に、反射流体を連続的に伝播させるために使用することができる。遅延のこの連続的な変化は、離散的な変化、あるいは遅延ステップ幅のある技法の特徴である、フォトンの損失を軽減する。
【００３３】
反射体を配置するために、代替的にまたは追加的に温度技法を用いることができることを認識されたい。温度は、たとえば、粘性および熱膨張のような反射流体の特性を変化させるために使用することができる。また、第２の遅延調節層（図示しない）を遅延線層２１０の異なる部分に備えることができる。第２の遅延調節層は、遅延調節層２２０と直列的および／または並行的に用いることができる。たとえば、遅延調節層２２０および第２の遅延調節層を、遅延線層２１０の中のホーリーファイバーの実質的に類似の部分に圧力を提供するために使用することができる。別の例においては、遅延調節層２２０がアクティベートされてから、次いで第２の遅延調節層を時間ｔの後にアクティベートさせることができる。
【００３４】
遅延線層２１０に作用する遅延調節層２２０を配置するために第１の保持層２４０および第２の保持層２５０を採用することができる。また、遅延調節層２２０により圧力がかけられたとき、その圧力が遅延線層２１０により受け止められるようにその配置を維持するために保持層２４０、２５０を利用することができる。保護層、補強層および種々の他の被覆および層のような追加的な層を、本発明の一形態に、採用することが可能であることを認識されたい。
【００３５】
図３は、本発明の一形態による、反射流体の配置に基づく、種々の遅延、またはホーリーファイバー遅延パスの長さを示す。３１０において、反射流体貯蔵器３２０が例示され、そこでは、反射流体が遅延パス３４０を確立するためにホーリーファイバーを通して入力に向かい（３３０）伝播させられる。遅延パス３４０は、図示したように、光信号を受信し、そして遅延した光信号を送信する。光信号は、受信された後に、遅延パス３４０を通過し、反射流体で反射する。上述のとおり、その遅延は遅延パス３４０の有効な長さの関数であり、ホーリーファイバーの中の反射流体の位置に依存する。３５０において、反射流体貯蔵器３２０は、遅延パス３６０を形成するために、反射流体をホーリーファイバーの中の異なる位置に伝播させるために用いられる。３７０において、反射流体貯蔵器３２０からの反射流体は、遅延パス３８０を形成するためにホーリーファイバーの中の別の位置に伝播される。以上は説明目的のためであり、本発明の一形態により種々の他の遅延パスを採用することが可能であることを認識されたい。
【００３６】
図４は、本発明の一形態により、例示的な光信号遅延構成要素（「コンポーネント」）４００を例示する。コンポーネント４００は、第１のプレート４１０、第２のプレート４２０、ファイバー層４３０、アクチュエーター・プレート４４０、保持リング４５０、および光インタフェース４６０を備える。典型的な基本位置関係が示されている。コンポーネント４００は、第１および第２のプレート４１０、４２０、および保持リング４５０の中に包まれたホーリーファイバー層４３０およびアクチュエーター４４０による「サンドイッチ」として構成され、そして光インタフェース４６０は保持リング４５０のポートを通してホーリーファイバー層４３０に適切に接続される。コンポーネント４００は、小型かつ低コストの連続可変遅延線構成要素を提供するために、適切な長さ（「Ｌ」）４７０および高さ（「Ｈ」）４８０になるよう構成することができる。たとえば、本発明の一形態において、コンポーネント４００の長さを約６ｃｍに構成することが可能であり、コンポーネント４００の高さを約１.０ｃｍに構成することが可能である。上記の寸法は、説明目的のために提供するものであり、限定目的ではないことを認識されたい。
【００３７】
図５は、本発明の一形態による、例示的なファイバー層５００を例示する。ファイバー層５００（たとえば、ファイバー層４３０）は、ホーリーファイバー５１０、遅延貯蔵器５２０、オーバーフロー貯蔵器５３０、およびポート５４０を備える。ホーリーファイバー５１０は、螺旋状の配置で示され、ホーリーファイバー５１０の片端は遅延貯蔵器５２０に接続され、そして他端はポート５４０およびオーバーフロー貯蔵器５３０に接続される。ホーリーファイバー５１０は、光信号の低損失な完全な内部反射のために、関連付けられたクラッド（たとえば、フォトニック結晶構造を用いた）および反射流体に対して屈折率の大きな不整合を有する中空または空気のコアパスを備えることを認識されたい。
【００３８】
遅延貯蔵器５２０は、典型的には圧力（たとえば、アクチュエーター５４０による）および／または温度により螺旋またはホーリーファイバー５１０における種々の位置に押し込まれ得る光反射流体を含む。前述したように、反射流体は、ホーリーファイバー５１０の有効な長さを変化させ、それによりその遅延を決定するために採用される。本発明の１つの利点は、連続的な方法で螺旋状のホーリーファイバー５１０を通して反射流体が伝播させられることが可能であるということであり、このことは信号の完全性および遅延のダイナミック・レンジを改善する。従来のシステムは２以上の遅延を提供するために典型的に切り替え組み合わせを採用した。このような従来のシステムは、フォトン損失、信頼性の欠如、およびより狭いダイナミック・レンジ、の可能性があり、および精度を有する安定した波長を基準とすることができない。
【００３９】
理論的に、反射流体の実質上のすべてが遅延貯蔵器５２０に位置するとき、最大遅延となり、そのとき、遅延は本質的にホーリーファイバー５１０の長さの２倍となる。遅延貯蔵器５２０において反射流体がホーリーファイバー５１０の長さ全体にわたり伝播させられたとき、理論的最小となり、その場合には、導入される遅延はゼロになる。図示のように、反射流体はホーリーファイバー５１０を通して参照符号５５０まで伝播されている。ホーリーファイバーの一部分５６０は、ホーリーファイバー５１０の縦方向の断面を示す。コアの第１の部分５７０には反射流体が伝播されており、一方、コアの第２の部分５８０には事実上反射流体が存在しないままである。
【００４０】
光信号は、ポート５４０を通り抜けてホーリーファイバー５１０の端に入力される。光信号は、完全な内部反射を実現し伝送による信号の損失およびクラッドによる屈折を軽減するために、適切な入射角でホーリーファイバー５１０に供給される。ホーリーファイバー５１０の中に入力された後で、光信号は遅延貯蔵器５２０へ向かい螺旋を通過する。光信号が５５０において反射流体に接触すると、光信号は、反射流体の表面で反射し、ポート５４０へ向かい逆行する。遅延した光信号は、次に、ポート５４０を通してホーリーファイバー５１０から抜け出ることが可能である。
【００４１】
上記のとおり、ホーリーファイバー５１０の片端は、遅延貯蔵器５２０に接続されており、そして他端はポート５４０およびオーバーフロー貯蔵器５３０に接続されている。オーバーフロー貯蔵器５３０を採用することは、反射流体の意図しないオーバーフローに対して持ちこたえるタンク、および閉じたシステムを提供することにより反射流体の減損および汚損を軽減する。
【００４２】
図６は、本発明の一形態による、連続可変遅延線６１０の断面図６００を例証する。この図は第１のプレートの一部６２０、第２のプレートの一部６３０、圧力プレート６４０、および複数のホーリーファイバーの断面６５０〜６５６を例証する。描写されるように、複数のホーリーファイバーの断面６５０〜６５３は反射流体で満たされた中空コアを含み、そして複数のホーリーファイバーの断面６５４〜６５６は反射流体なしの中空コアを含む。
【００４３】
図７は、連続可変遅延線６００に関連した適切な寸法の一例を例示する。例示は、反射流体を含むホーリーファイバー６５０の断面および反射流体を含まないホーリーファイバー６５４の断面である。ホーリーファイバー６５０、６５４の両断面は、中空コア７１０、複数の穴７２０、およびクラッド７３０による毛細管構造を備える。本発明の一形態においては、コア７１０の直径が約８マイクロメートル、穴７２０の直径が約３２マイクロメートル、そしてクラッド７３０の直径は約１２５マイクロメートルであり、この場合に、前述の直径は内径、あるいは外径であり得る。知られるように、クラッドの外径に対する国際標準は約１２５マイクロメートル、小さいコアサイズのシングルモードのファイバーに対する標準コアサイズは約８から１０マイクロメートル、およびマルチモードのファイバーに対する標準コアサイズは約５０マイクロメートルおよび６２．５マイクロメートルである。クラッドおよびコアの直径のサイズを標準化することにより、コネクター、接合部分およびツールの間での互換性を容易にすることができる。本発明の一形態では、クラッド、コアおよび／または穴に対する種々の他の直径のサイズを採用することが可能であることを認識されたい。加えるに、ホーリーファイバーの断面が６つの穴を伴って示されているが、穴の数は要求される特性により変化させることが可能であることを認識されたい。
【００４４】
図８は、光伝送遅延構成要素の中で、構成要素が要求された遅延を提供するように設定されるため、ホーリーファイバー８１０を通し、光ファイバー層８２０の遅延貯蔵器８０５から光入力８１５に向けての反射流体の動きを容易にするために採用することが可能な、例示的な圧力装置８００を示す。一般に、システム４００に関連して示すように、圧力装置８００は光ファイバー層８２０に近接して位置するが、しかしながら、圧力装置８００および光ファイバー層８２０の間に１つあるいは複数の層が位置することが可能であり、および／または光ファイバー層８２０と同一の側に複数の圧力装置を含む、および／または反対側に少なくとも１つの他の圧力装置を含む、２以上の圧力装置を利用することが可能であることを認識されたい。
【００４５】
圧力装置８００は、複数のセグメント化された圧電アクチュエーター８３０〜８５２を備えることができ、アクチュエーター８３０〜８５２は、たとえば、時計回りか、あるいは反時計回りの方向に連続的に、整流された技法によりアクティベートされる。８００で示したように、アクチュエーターが非アクティベートのときには、反射流体はその位置を維持し、既存の遅延（もしあれば）は影響を受けない。例示された遅延貯蔵器８０５、ホーリーファイバー８１０、光入力８１５および光ファイバー層８２０は、本命最初に記載されているものと実質的に類似し得ることに注意すべきである。
【００４６】
図９は、光ファイバー層８２０により供給される遅延を減少させるか、または増大させるための技法を示す。９１０において、遅延貯蔵器８０５から光入力ポート８１５への反射流体を移動させる方向にアクチュエーターをアクティベートさせることにより、光遅延は減少する。図示のように、これらのアクチュエーターは時計回りの方向にアクティベートされ、その方向はホーリーファイバー８１０の中の反射流体が外へ向かう放射状の移動に対応する。前述したように、反射流体を光入力に向かって動かすことは光遅延線の有効な長さを短くし、光信号パスに導入される遅延を減少させる。
【００４７】
９２０では、ホーリーファイバー８１０により提供される光学的遅延は増大させられる。遅延貯蔵器８０５に向かい反射流体を移動させる方向にアクチュエーターをアクティベートさせることにより、光遅延がもたらされる。図示のように、アクチュエーターは、反射流体の内部へ向かう放射状の移動に対応する反時計回りの方向にアクティベートされ、光学的遅延線の有効な長さを増大させ、それにより、光信号パスに導入される遅延を増大させる。
【００４８】
図１０は、本発明の一形態による方法論を示す。説明を単純にする目的のために、この方法論を一連の動作として示し説明する場合があるが、一部の動作がそうであるからといって、本発明はその動作の順序により限定されるものではなく、本発明の一形態に従って、本明細書に示され、そして説明された動作と異なる順序で、および／またはそれらとは別の動作と並列して起こる場合があるということを理解され、そして認識されたい。たとえば、当業者は、方法論が、状態図におけるような、一連の相互に関係付けられた状態あるいは事象として代わりに表現し得ることを理解し、そして認識するであろう。さらに、例示された動作のすべてが本発明の一形態による方法論を実施するために必要とされるとは限らない。
【００４９】
図１０に、本発明の一形態による、連続可変遅延線を構成するための方法１０００を示す。１０１０において、連続可変遅延線の遅延が設定される。上記のとおり、連続可変遅延線はセグメント化された圧力構成要素に接続された遅延構成要素を備える。遅延構成要素およびそのセグメント化された圧力構成要素は、保護プレートおよび保持リングにより囲まれている。さらに、保持リングを通して遅延構成要素へのアクセスを提供する光インタフェース・ポートが含まれる。遅延構成要素は、典型的には、反射流体の貯蔵器およびオーバーフロー貯蔵器に接続されたホーリーファイバー（たとえば、シングルモードの中空コア）、および、上記されたような、保持リングを通して遅延線を外へ出す手段を備える。
【００５０】
遅延は、貯蔵器から光インタフェース・ポートに向かい要求される遅延を示す位置へ反射流体を連続的に（たとえば、離散的なシフトを用いることを必要としないで）押し込むために、セグメント化された圧力構成要素をアクティベートさせることにより設定される。先に述べたように、光入力ポートから反射流体までの長さであるホーリーファイバーの有効な長さがその遅延を決定する。反射流体を伝播させるために、代替的にまたは追加的に、温度を利用することが可能であることを認識されたい。連続的な方法で反射流体を伝播させることは、離散的ステップの手法を用いて遅延を設定する場合に典型的に発生するフォトンの損失を軽減することになり、信号品質を改善することができる。たとえば、切り替え組み合わせは、より粗い（course）離散的ステップを使用しており、さらにその信頼性を損なうことになるフォトン損失の可能性がある。
【００５１】
１０２０において、光信号が受信される。光信号はシングルモードまたはマルチモードであり得る。シングルモードの信号は、単一の光線、または情報のキャリアとしての信号を備える。シングルモードのキャリアは、典型的にはデータを長距離伝送するために使用される。マルチモード信号は、２以上の光線または信号を備え、それぞれの信号が光ファイバーに関して異なる反射角で伝送される。より長い距離では信号が分散する傾向があるため、マルチモードキャリアは、典型的には短距離のデータを伝送するために使用される。
【００５２】
参照数字１０３０において、受信された信号は、ホーリーファイバーを通り、反射流体に向かって、経路指定される。光信号は、典型的に完全な内部反射が起こることが可能なようなホーリーファイバーのコアへの入射角（たとえば、受光角、あるいは受光角の正弦値である開口数）でホーリーファイバーを通って伝播される。このような角度において光信号を伝えることにより低損失の光伝送が提供される。いったん反射流体の表面に入射すると、光信号は、光インタフェース・ポートに向かって逆方向に反射される。１０４０において、遅延した光信号を、元の光伝送線路に導入することができる。導入される遅延は、基本的に光入力インタフェースから反射流体の表面までのパスの２倍であり、光信号が通過した距離に相当する。
【００５３】
図１１は、本発明の新規な形態を採用することができる環境１１００を例示する。環境１１００は、サービスエリア内（coverage area）のＲＦ放射目標（RF Emitter target）として採用することできる送信機１１１０を備える。環境１１００はさらに、ＲＦ放射目標により供給される信号を受信するための第１の受信機１１２０および第２の受信機１１３０を備える。
【００５４】
図示のように、第１の信号（「信号１」）１１４０は第１の受信機１１２０に送信される。第１の受信機１１２０に到着した後に、信号１（１１４０）は第２の受信機１１５０に送信される。第２の受信機１１５０に送信される前に、信号１（１１４０）を処理することができることを認識されたい。この例において、信号１（１１４０）のパスは、送信機１１１０から第２の受信機１１３０へ直列的に、かつ／または並行的に伝送される第２の信号（「信号２」）１１５０のパスより長い。それぞれの信号が第２の受信機１１３０に実質的に同一の時刻に到達すること、またはそれぞれの信号の変更されたもの（その組み合わせを含めて）が地上局に実質的に同一の時刻に到達することのいずれかが要求されるアプリケーションにおいて、信号２の１１５０を遅延させるために、ここに記述された連続可変遅延線を用いることができる。
【００５５】
本発明の一形態において、連続可変遅延線を送信器１１１０において用いることができ、たとえば、以下を満足させるように適切に設定することが可能である：信号１（ｔ）＋信号２（ｔ＋τ)＝２×信号２（ｔ）、ここでtは時間（たとえば、秒、分、時間などで表現される）、そしてτは遅延である。本発明の別の形態においては、第１の受信機１１２０および／または第２の受信機１１３０において、代替的にまたは追加的に連続可変遅延線を用いることができる。
【００５６】
送信器１１１０において連続可変遅延線を用いることができる場合、ＲＦ信号を光信号に変換することができ、または光送信機により光信号を生成することができる。一般に、光送信機は、２つのグループ−発光ダイオード（ＬＥＤ）およびレーザー−に分類することが可能である。ＬＥＤは、より短い距離のアプリケーションでより一般的に採用され、コストはより低く、効率的な解決法を提供する。広範囲の距離のために高い出力（パワー）が要求される場合は、典型的にレーザーが利用される。レーザーは、コヒーレント光および多くの光エネルギーを作り出す能力を提供する。パワーは、典型的にはｄＢｍを用いて表現され、マルチモードの送信器では一般に約−ｌ５ｄＢｍのパワーを有する信号を採用し、シングルモードの送信器ではアプリケーションに依存して広いパワー範囲を採用する。
【００５７】
また、光送信機のタイプを、マルチモードおよびシングルモード送信機に分類することができる。マルチモード送信機は、一般により大きいケーブル（たとえば、６２．５／１２５マイクロメートル）で利用され、ファイバーの中に多数の光線あるいは光の「モード」を放射する。それぞれの光線は、異なる角度においてファイバーに入射し、そのためにケーブルの中では多少異なるパスを持っている。このため光が多少異なる時間に受信機に届くという結果になる。到着時間におけるこの相違はモード分散と呼ばれ、信号の劣化をきたす。シングルモード送信機は、非常に小さいケーブル（たとえば、８／１２５マイクロメートル）で利用され、単一の光線で光を放射する。１つのモードのみであるため、光は、モード分散は排除され、同一時間に受信機に到着する。
【００５８】
送信された後に、光信号は光受信機により受信されることができる。一般に、光受信機は、送信された光信号の波長およびモードを考慮することにより効率的に受信するよう適切に選択される。既知のように、信号波長およびモードを合致させることにより最大のパワー伝達が提供される。受信機の感度もまた考慮される。感度は、送信機におけるパワーに対応するものであり、光の流れにおいてデータを正確に検出し、解読するためにどの程度の光が必要とされるかについての量である。慣習的に、パワーと同様に、感度は負の数のｄＢｍで表現される。この場合には、数が小さいほど（数字が大きいほど）、受信機の性能がより良いと言うことになる。典型的な値は、−３０ｄＢｍから−４０ｄＢｍまでの範囲にある。
【００５９】
受信機の感度および送信機の出力は、利用可能な光パワー減衰（optical power budget）を計算するために一般に使用され、次のように表現することが可能である：パワー減衰＝送信機出力−受信機感度。たとえば、典型的なマルチモードのアプリケーションにおけるパワー減衰は、ｌ５ｄＢｍ＝−ｌ５ｄＢｍ−（−３０ｄＢｍ）程度であろう。光パワー減衰は、減衰、接合部分およびコネクターなどによる損失などのような損失のすべてより大きくなければならない。適切なコネクター形状には、ＳＣコネクター（最近ＡＮＳＩのＴＩＡ／ＥＪＡ−５６８Ａにより標準化された）、ＳＴコネクターおよびＭＩＣ（全２重）コネクターが含まれる。ＭＩＣコネクターは、物理的にはＳＣコネクターより大きいが、ＦＤＤＩでより一般的に採用されている。
【００６０】
次に光信号を、連続可変遅延線を経由するよう経路指定することができ、先に述べたように、信号を適切に遅延させることができる。次いで、伝送方式に依存して、遅延された光信号を送信することができ、または信号をＲＦ信号に変換して送信することができる。第１および第２の受信機１１２０、１１３０において前述したものに類似している技法を採用することが可能であることを認識されたい。たとえば、受信機１１２０、１１３０は、ＲＦ信号を受信し、信号を光信号に変換し、光信号を連続可変遅延線に経路指定し、遅延した光信号をＲＦ信号に変換し、およびＲＦ信号を送信することができる。別の例においては、受信機１１２０、１１３０は、光信号を受信することができ、その場合には、変換器を用いない。
【００６１】
図１２は、本発明の一形態よる、連続可変遅延線により遅延を導入するための、フローチャートを例示する。説明を単純にする目的のために、この方法論を一連の動作として示し、説明する場合があるが、一部の動作がそうである場合があるからといって、本発明はその動作の順序に限定されるものではなく、本発明の一形態に従って、本明細書に示され、説明された動作と異なる順序で、かつ／またはそれらとは別の動作と同時に生ずる場合があるということを理解し、認識すべきである。たとえば、当業者は方法論が、状態図のような一連の相互に関係づけられた状態または事象として代わりに表現し得ることを理解し、認識するであろう。さらに、例示された動作のすべてが本発明の一形態に従う方法論を実施するために必要とされる訳ではない場合がある。
【００６２】
参照符号１２１０において、システムは信号が到着するのを待つ。信号を検出するために種々の技法を採用することが可能である。たとえば、図示のように、ポーリング技法を採用することが可能であり、この場合には、システムは信号または信号を示す情報が到着したか否かを判定するために周期的にバッファあるいはレジスタを確認する。本発明の別の形態においては、要求または他の信号がシステムを作動させ、信号が到着したかまたは到着しようとしていることを知らせるまで、システムは待機状態を維持することが可能である。本発明のさらに別の形態においては、着信信号を選別し、信号が到着したことをシステムに知らせる追加的構成要素を採用することが可能である。
【００６３】
１２２０において、連続可変遅延線の現在の設定が受信された信号にとって適切であるかどうか、またはその遅延が増加されるべきであるかどうかについて、判定が為される。遅延が増加されるべきであることが決定された場合には、次に、１２３０においてセグメント化された作動装置（segmented actuating device）が設定され遅延を増加させる。設定は自動的かつ／または手動で行うことが可能である。自動的な技法としては、たとえば過去の事象、統計値、予め格納されたパラメータおよび生成された値に基づき、決定を下すようなインテリジェンス（たとえば、人工知能、すなわちＡＩ）を採用することが可能である。加えて、そのインテリジェンスは、追加的な情報を得るために人あるいはロボットと相互に作用することが可能である。
【００６４】
手動の技法は、ユーザ・インタフェース（ＵＩ：User Interface）、グラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ：Graphical User Interface）またはコマンド・ライン・インタフェースのような、インタフェースによる対話を含むことが可能である。ＵＩおよび／またはＧＵＩは、質問と情報を提供し、ユーザーから情報を得るために用いられることができる。たとえば、ＧＵＩは、ダイアログ・ボックス、スタティック・コントロール、ドロップ・ダウン・メニュー、リスト・ボックス、ポップ・アップ・メニューおよびグラフィック・ボックスを備えた周知のテキストおよび／またはグラフィカル表示する領域を備えることが可能である。表示領域は、さらに表示を容易にするためのユーティリティーを含むことが可能である。たとえば、表示領域は、ナビゲーションを容易にする縦方向および／または水平方向のスクロール・バー、および１つの領域が見えるかどうか判定するためツールバー・ボタン含むことができる。ユーザーは、たとえばマウス、ローラー・ボール、キーパッド、キーボード、ペン、および／または音声起動のような種々の装置により、情報を選択し提供するためにその表現領域と相互作用することができる。
【００６５】
情報を得るために使用される入力領域は、類似のメカニズム（たとえば、ダイアログ・ボックスなど）を使用し、加えて、エディット・コントロール、コンボ・ボックス、ラジオ・ボタン、チェック・ボックス、およびプッシュ・ボタンのようなユーティリティーを提供することが可能であり、ユーザーはそのメカニズムおよびユーティリティーに関連して種々の入力装置（たとえば、マウス、ローラー・ボール、キーパッド、キーボード、ペン、および／または音声起動）を用いることが可能である。たとえば、ユーザーは、位置（たとえば、パス）をエディット・コントロールに入力すること、および／または妥当なパスに関連付けられたチェック・ボックスをハイライトすることにより記憶媒体（群）の中のパスを提供することが可能である。典型的には、情報の伝達を開始するために引き続き情報を入力するプッシュ・ボタンのようなメカニズムが採用されている。しかしながら、本発明がそれに限定されるものでないことを認識されたい。たとえば、チェック・ボックスをハイライトすることのみで情報の伝達を開始することが可能である。
【００６６】
また、ユーザーへ情報を提供し、ユーザーから情報を獲得するためにコマンド・ライン・インタフェースを採用することが可能である。たとえば、コマンド・ライン・インタフェースは、テキスト・メッセージを提供することにより（たとえば、ディスプレイ上のテキスト・メッセージや音声により）ユーザーに情報の入力を促すことが可能である。次に、ユーザーは、インタフェースのプロンプトの選択肢（option）またはプロンプト中の質問への応答に対応する英数字入力のような適切な情報を提供する。ＧＵＩおよび／またはＡＰＩに関連してコマンド・ライン・インタフェースを採用することが可能であることを認識されたい。また、ハードウェア（たとえば、ビデオ・カード）および／またはディスプレイ（たとえば、黒白、およびＥＧＡ（Enhanced Graphics Adapter））に関連して、グラフィック支援が限定されている場合、および／または通信チャネルの帯域幅が低い場合にコマンド・ライン・インタフェースを採用することが可能である。
【００６７】
遅延線設定の後に、セグメント化された作動装置を作動して遅延を変化させることができる。本明細書に記載されたように、連続可変遅延線は、典型的には、セグメント化された作動装置の近傍のホーリーファイバー構成要素を備える。セグメント化された作動装置を用いて、要求された遅延に対応するホーリーファイバーの有効な長さを設定するためにホーリーファイバーを通して流体貯蔵器から反射流体を伝播させることができる。対象としている例では、遅延が増加されるべきであること、すなわち反射流体の位置が現在の位置から反射流体貯蔵器により近い位置に移動されるべきであることが、１２２０において判定される。
【００６８】
１２２０において、遅延が増加されるべきでないと判定された場合には、次に１２４０において、遅延を減少されるべきかどうかについて判定が為される。遅延を減少させるべきであると判定された場合には、次に１２５０においてセグメント化された作動装置は遅延を減少させるように設定される。セグメント化された作動装置が遅延を増加させる場合に設定されたのと類似的に、自動および／または手動の技法が採用されることが可能である。次に、セグメント化された作動装置を作動させて、要求された遅延を設定するためにホーリーファイバーの中の反射流体を移動させることができる。
【００６９】
１２４０において、現在の遅延が採用され得ることが決定された（たとえば、遅延は増加させるべきでも、減少させるべきでもない）場合には、セグメント化された作動装置は作動させられない。１２３０において遅延を増加させることにより、１２５０において遅延を減少させることにより、または１２４０において遅延を維持することにより、遅延が適切に設定された後、次に１２６０において、受信信号は、連続可変遅延線のホーリーファイバーを通して経路決めされることが可能である。上記のとおり、信号はホーリーファイバーを通過し、流体の表面で反射され入力に向かって逆戻りする。この場合に、導入される遅延は、光信号が通過したホーリーファイバーの長さに対応する。遅延された信号は次にさらなる処理、ルーティングあるいは伝送のために経路決めされることが可能である。
【００７０】
この明細書において用いられるように、「構成要素」および「システム」という用語は、ハードウェア、ハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア、または実行形式のソフトウェアのいずれかである信号処理／通信関連のエンティティーを言及するよう意図される。たとえば、構成要素およびシステムは、そのように限定されるものではないが、信号処理装置ついて、不可欠な、集積回路、信号処理装置、相互接続、クライアント／ホスト、変調器、実行スレッド、プログラム、および／またはコンピュータとすることができる。例示として、信号処理チップ上で動作しているその信号処理アルゴリズムおよびその信号処理チップは、ともに構成要素であり得る。さらに、１つまたは複数の構成要素がプロセスおよび／または実行スレッドの中に存在する場合があり、そして１つの構成要素が１つのコンピュータ上に局地的に制限され、かつ／または２以上のコンピュータの間に分配される場合がある。
【００７１】
上記は本発明の例を含む。本発明を記述する目的のために、構成要素あるいは方法論のすべての想像可能な組み合わせを記述することは不可能であり、当業者によって、本発明の多くのさらなる組み合わせおよび置き換えが可能であることが認識されるであろう。したがって、本発明は添付の特許請求の範囲のその要旨および範囲の中に含まれるすべての改変、修正および変更を包含することを意図するものである。さらに、用語「含む」は、明細書または特許請求の範囲において用いられる限りにおいて、「備える」が請求項において移行語として適用された場合に意味するところの用語「備える」と同様な意味を包含することを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一形態による、処理構成要素を通して経路指定される信号に信号遅延を導入することが可能な例示的な信号処理システムを示す図である。
【図２】本発明の一形態による、信号遅延を提供する構成要素を構成するために用いることができる層状構造を例示する図である。
【図３】本発明の一形態による、ホーリーファイバーの中の反射流体の位置に基づく、種々のホーリーファイバー遅延パス長を例示する図である。
【図４】本発明の一形態による、例示的な光信号遅延構成要素を示す図である。
【図５】本発明の一形態による、例示的な光ファイバー層を示す図である。
【図６】本発明の一形態による、例示的な連続可変遅延線の断面図である。
【図７】本発明の一形態による、連続可変遅延線において、用いることができるホーリーファイバーの内部の細管構造を示す図である。
【図８】本発明の一形態による、ホーリーファイバーにおける、反射流体の流れの伝播を容易にする例示的なセグメント化された圧電圧力装置を示す図である。
【図９】本発明の一形態による、連続可変遅延線により提供される、遅延を減少させおよび増加させるための例示的な技法を示す図である。
【図１０】本発明の一形態による、信号遅延を導入するための例示的な方法論を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の新規形態を用いることができる例示的環境を示す図である。
【図１２】本発明の一形態による、連続可変遅延線により遅延を導入するための、例示的なフローチャートである。
【符号の説明】
【００７３】
１１０  処理構成要素
１２０  インタフェース構成要素
２１０  光遅延線層
２２０  遅延調節層
２３０  連続可変圧力
２４０  第１の保持層
２５０  第２の保持層
３２０  反射流体貯蔵器
３３０  流体流
３４０、３６０、３８０  遅延パス
１１１０  ＲＦ放射目標
１１４０  信号１
１１５０  信号２
１１６０  圧縮された下りリンク信号
１１７０  地上局  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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